Author 王平安
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在JavaScript当中,对象A如果要继承对象B的属性和方法,那么只要将对象B放到对象A的原型链上即可。而某个对象的原型链,就是由该对象开始,通过__proto__属性连接起来的一串对象。__proto__属性是JavaScript对象中的内部属性,任何JavaScript对象,包括我们自己构建的对象,JavaScript的built-in对象,任何函数(在JavaScript当中,函数也是对象)都具有这个属性。如下图就是一个原型链的例子:
图片1

上图中,A,B,C分别代表3个对象,蓝色箭头串接起来的所有对象就构成了对象C的原型链,其中C的_proto__属性指向B,B的__proto__属性指向A,A的__proto__属性可能指向更高层的对象,也可能指向null(表示A不继承任何对象的属性和方法)。

如果我们引用了C的某个属性或者方法,那么JavaScript就会顺着C的原型链进行查找,即首先查找对象C本身,看所引用的属性名或者方法名是否存在,如果存在就停止查找直接返回,如果不存在,就通过C的__proto__属性找到原型链中的B对象,继续在B对象中查找,如果B对象中找到所引用的属性名或者方法名,那么就停止查找直接返回,如果B对象中也不存在,就通过对象B的__proto__属性找到原型链中的A对象,继续重复上述查找过程,直到找到所引用的属性或者方法为止(同时也可能查找完对象C的整个原型链也没有找到所引用的属性或者方法,那么该属性或者方法就是undefined的)。

因此,只要能够成功的为某一个对象构造出我们需要的原型链,那么就能让该对象继承我们想要它继承的方法或者属性。而想要成功构造对象的原型链,就还必须理解prototype属性,JavaScript当中已经存在的原型链,以及当我们创建对象时,原型链被构造的过程。

prototype属性

prototype属性存在于JavaScript的任何函数当中,这个属性指向的对象就是所谓的原型对象,在构造原型链时需要原型对象。

JavaScript当中已经存在的原型链

在JavaScript当中存在ObjectFunctionArrayStringBooleanNumberDateErrorRegExp这9个built-in函数,一个built-inMath对象,通过这上述9个built-in函数我们可以创建相应的对象,同时,这9个built-in函数prototype属性所指向的原型对象也是built-in的。下面的图示解释了这几个函数以及各自prototype属性所指向的原型对象之间的关系。
图片2

(如果此图看不清,可点击 此处下载

  上面的图示中,黄色方框代表built-in函数对象深绿色方框代表built-in函数prototype属性指向的原型对象,名字都叫xx prototype object浅绿色方框(即Math对象)代表普通对象,蓝色箭头连接非built-in函数对象(无论是普通对象如Math,还是原型对象)的__proto__属性,而土黄色箭头连接函数对象的__proto__属性。

  通过上图可以发现,所有built-in函数对象的原型链最终都指向Function prototype object,所有非函数对象的原型链最终都指向Object prototype object,并且Function prototype object__proto__属性也指向Object prototype objectObject prototype object__proto__属性指向为null

因此,Object prototype object是所有原型链的顶端,通过原型链查找规则可知,所有built-in函数对象同时继承了Object prototype objectFunction prototype object上的属性和方法,而所有非built-in函数对象只继承了Object prototype object上的方法。Function prototype object包含了所有函数共享的属性和方法,而Object prototype object包含了所有对象都共享额属性和方法。

对于上图中原型对象包含的constructor属性,下文当中有解释。

创建对象时,原型链的构造过程

在JavaScript当中创建对象有2中方式,一种是通过定义函数使用new方法来构造,另一种是使用对象字面量的方式,即:

1
2
3
var obj = {
name: "Jim Green"
};

使用这两种方式创建对象时,对象的原型链构造过程有所不同。

  • 1. 使用函数的方式构造对象

使用函数的方式构造对象分为两步:首先需要定义一个函数作为构造函数,然后使用new方法构造对象。接下来就来看一下这两个步骤会发生什么。

假设我们定义了一个函数名为F,此时JavaScript会为我们做两件事,第一:根据我们定义的函数创建一个函数对象,第二,设置这个函数的__proto__属性和prototype属性。其中__proto__属性指向built-inFunction prototype object,而prototype属性指向一个为函数对象F新创建的原型对象,这个新创建的原型对象通过调用new Object()构造出来,并且为这个新创建的对象添加constructor属性,该属性指向函数对象F。最后的结果如下图所示:

图3

上图中为了方便,没有画出Function prototype objectObject prototype objectconstructor属性。而F prototype object__proto__属性为何指向Object prototype object,下文介绍new操作符时有解释。

当我们使用new方法调用F函数的时候,JavaScript也会为我们做两件事,第一,分配内存作为新创建的对象,第二,将新创建的对象的proto属性指向函数F的原型对象,结果如下图:
图4

上图中,obj就是调用new方法通过函数F创建出来的对象,我们可以看到对象obj的原型链包含了函数F的原型对象,以及Object prototype object,这样,对象obj通过原型链查找规则,就能继承函数F的原型对象,以及Object prototype object上面定义的属性和方法了。并且如果我们想知道一个对象是由哪个方法构建的,只需要访问这个对象的constructor属性即可,上例中,只要我们访问obj.constructor,那么就知道obj是由函数F创建的。同时,由于F prototype object上文中介绍是由new Object函数创建的,根据此处介绍,F prototype object__proto__属性应该指向Object函数的原型对象,即Object prototype object

  • 2. 使用对象字面量定义对象

当使用对象字面量创建对象时,JavaScript会为我们做两件事:

1 分配内存作为新创建的对象。
2 将新创建对象的__proto__属性指向Object prototype object

结果如下图所示:
图5

上图为了简化,同样没有画出Object prototype objectconstructor属性

继承

理解了上面所讲的原理之后,假设目前有一个对象A(这个对象可以是任意的,包括JavaScript built-in的对象,任何函数对象,任何原型对象,以及我们自己new出来的对象),现在想创建一个对象obj,让obj继承A的属性和方法。

通过上面的介绍,我们知道创建对象有两种方式,但是使用对象字面量创建的对象其原型链总是只包含两个对象,一个是其自己,一个是Object prototype object,根本不可能包含对象A,无法达到让对象obj继承对象A属性和方法的效果。因此,只能使用函数的方式创建对象,让对象A包含在新创建对象obj的原型链中即可。

根据上面的讲解,如果是用函数的方式创建对象,那么在调用new方法时,新创建对象的__proto__属性会指向函数的原型对象。因此,只要在调用函数之前,将函数的原型对象换成A,然后再调用new方法,就可以将对象A包含在新创建的对象obj的原型链中,这样通过原型链查找规则,obj就继承了A的属性和方法。假设用来创建对象obj的函数为B,则相关代码为:

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3
B.prototype = A;
B.prototype.constructor = B;
var obj = new B(传入的参数)

上面代码中的B.prototype.constructor = B,是因为对象A中可能没有constructor属性,或者constructor属性不指向B,而为了方便通过访问任何由B函数创建的对象的constructor属性,就可以正确的知道该对象是使用函数B构造出来的。相关图示如下图:

图6

上图中虚线框所包围的B prototype object就是定义函数B时,JavaScript为函数B生成的原型对象,但是该对象被我们用代码替换成了对象A。由于这个被替换的B prototype object没有其他地方再用到,因此会被回收掉。